Установка для испытания образцов материалов на усталость

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на усталость при изгибе. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей

СОКЭЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 3/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

15 (21) 4825052/28 (22) 11,05,90 (46) 23.10.92. В ол.N 39 (71) Ухтинский индустриальный институт (72) В.П.Власов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1483323. Кл.6 01 N 3/30, 1987, . Ж 1770816 А1 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ НА УСТАЛОСТЬ (57)Изобретение относится к испытательной технике. а именно к установкам для испытания образцов материалов на усталость при изгибе. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей

1770816 путем обеспечения испытаний образца не только при циклическом ударном изгибе, но и при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле. Привод 2 вращает через две конические 23 и 24 и одну цилиндрическую

25 зубчатые передачи кулачки. Кулачок через упор 19, пружину 18 и толкатель 14 с фрикционными накладками 16 защемллет муфту 11 между крышкой 13 и толкателем

14,При, выходе толкателя иэ контакта с кулачком 27 происходит падение толкателя с грузами резкое натяжение тяги и ударный

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на усталость при изгибе.

Известна установка для испытания образцов повторными ударами (а,с. СССР N

1518718, кл,G 01 N 3/34, 1989, БИ N 40), содержащая основание, закрепленную на нем ось, привод и образец с захватам.

Наиболее близкой по технической сущности является устройство для динамических испытаний материалов (а.с. СССР N.

1483323, кл. G 01 N 3/30, 1989,БИ M 20), содержащее корпус. установленный в нем захват образца. механизм нагружения, включающий соединенную с захватом тягу, связанный с последней кулачок, ротор с установленным на нем бойком, предназначенным для взаимодействия с образцом, и привод.

Недостатком указанных устройств лвляется необеспечение испытаний образца при циклическом ударном изгибе и при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний образца не только при циклическом ударном изгибе, но и при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле.

Поставленная цель достигается тем, что установка, содержащая корпус, установленный в нем захват образца, механизм нагружения, включающий соединенную с захватом тягу, связанный с последней кулачок, ротор с установленным на нем бойком, предназначенным для взаимодействия с образцом, и привод, установка снабжена по крайней мере одним установленным на роторе дополнительным бойком; муфтой с фрикционными накладками, предназначенными для взаимодействия с корпусом, и установочной осью, одним концом жестко

40 изгиб образца 9. После этого срабатывает кулачок, муфта 11 поворачивается, при этом выбирается свободный ход пружины, и образец 9 полностью разгружается. Затем ротор 5 бойком отклоняет образец 9, растягивая при этом пружину, и образец 9 нагружается до выхода бойка из контакта с головкой. После этого происходит импульсная разгрузка образца. Пружина возвращает образец 9 в первоначальное положение, в котором его удерживает через муфту 11 магнит. 2 з.п.ф-лы. 2 ил. закрепленной в продольном направлении на корпусе, вторым кулачком, и вторым талкателем, выполненным в виде установленного в корпусе с возможностью продольного перемещения соосно установочной оси стакана и установленного в нем подпружиненного упора, предназначенного для взаимодействия со вторым кулачком, дно стакана предназначено для взаимодействия со вторым концом установочной ос» муфты, тлга выполнена гибкой, а связь тяги с первым кулачком выполнена в виде блока, закрепленного на корпусе, через который перекинута гибкая тяга, и толкателя с установленными на нем грузами, на одном конце толкателя закреплена гибкая тяга, а другой конец предназначен для взаимодействия с первым кулачком. Бойки установлены на роторе с возмажностью регулирования расстояния от точки их крепления до оси ротора. Установка также снабжена пружиной. установленной между корпусом и муфтой и предназначенной для взаимодействия с ними, и фиксатором, предназначенным для связи захвата с. корпусам.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими решениями в данной области техники не позволило выявить признаки. отличающие. заявляемое решение от прототипа.

По сравнению с прототипом предлагаемая установка обеспечивает испытание образца не только при циклическом ударном изгибе, но и при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле.

Таким образом, предлагаемая установка отвечает критериям" новизна", "существенные отличия" и "положительный эффект", что может ее квалифицировать как изобретение.

На фиг.1 представлена схема установки, вид спереди, разрез А-А на фиг,2; на

1770816 фиг.2 — разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.3 — сечение B-В на фиг.1.

Установка содержит корпус 1, установленный на нем привод 2 в виде мотор-редуктора и муфты 3. На валу 4 установлен ротор

5, в который с обеих сторон ввинчиваются бойки 6.Гайки 7 предназначены для поочередного взаимодействия с головкой 8 образца 9. На головке 8 имеется плоский срез, по которому скользит боек 6 при его вращении и отклонении образца. Образец 9 закреплен в пассивном захвате 10 фрикционной муфты 11, установленной свободно на оси 12. Ось 12 одним концом плотно посажена в гнездо крышки 13 корпуса 1, а другим свободно входит в гнездо толкателя 14 со стаканом 15.Толкатель 14 установлен в стенке корпуса 1 с помощью шлицевого соединения и имеет возмо>кность осевого перемещения. К муфте 11 с обеих сторон жестко присоединены фрикционные накладки 16 в виде колец и такие же накладки присоединены жестко одна к крышке 13, а другая к толкателю 14. Для разъединения фрикционных накладок 16установлены пружины 17, В стакане 15 установлена пружина 18, прижимающая фрикционные накладки 16 друг к другу, и упор 19, взаимодействующий с кулачком 20, Кулачок 20установлен на валу 21 и предназначен для сжатия пружины 18 и ее быстрого расслабления. Жесткость пружин 17 значительно меньше жесткости пружины 18.

На валах 4,21,22 установлены конические зубчатые колеса 23 и 24, причем передаточное отношение колее 23 равно двум (по числу бойков 6), а колее 24 равно единице, так что валы 21 и 22 вращаются в два раза быстрее, чем вал 4. На валу 22 установлено зубчатое цилиндрическое колесо 25, находящееся в простоянном зацеплении с колесом 26. Колесо 26 и кулачок 27 установлены жестко на одной оси 28, закрепленной в корпусе 1. Кулачок 27 взаимодействует с толкателем 29, на котором располагаются сменные грузы 30. Толкатель 29 с помощью резьбы соединен с регулировочной гайкой

31, которая в свою очередь соединена гибкой тягой 32, охватывающей блок 33, с головкой 8 образца 9, В исходном состоянии (фиг.2) тяга 32 имеет и ровисание между блоком 33 и головкой 8. Величина провисания тяги 32 определяется тем. что при выходе толкателя 29 из контакта с кулачком 27 в точке Д он остановится с учетом деформации тяги 32 у точки Г, не доходя до поверхности кулачка на расстояние "а", Расстояние"а" необходимо для того, чтобы усилие, создаваемое грузами, как ударное, так и статическое, передавалось на образец

13 и толкателем 14. Включают привод 2, 35 который начинает вращать ротор 5, и одновременно через коническую передачу 23 и

5

9. Муфта 11 соединена с корпусом 1 пружиной 34 так, что муфта в защемленном состоянии имеет возможность поворачиваться без растяжения пружины 34 (пружина 34 имеет свободный ход) на угол, определяемый расстоянием "а" на кулачке 27. На корпусе 1 установлен фиксатор в виде магнита

35 с возможностью регулирования его положения по отношению к захвату 10 и предназначен для связи последнего с корпусом.

Установка работает следующим образом.

Устанавливают образец 9 в захват 10, Вращением бойков 6 при открученных стопорных гайках 7 устанавливают необходимую длину контакта бойка 6 с головкой 8, соответствующую заданной осадке пружины 34. Усилие в пружине 34 устанавливается по заданному напряжению в сечении образца при испытании его на усталостную прочность при изгибе. Стопорят гайками 7 бойки 6. Эту регулировку проводят при несжатой пружине 18. После чего устанавливают муфту 11 так, чтобы образец 9 занял вертикальное поло>кение и подводят магнит

35 вплотную к плоскости среза на пассивном захвате 10 и закрепляют магнит на корпусе 1. B этот момент кулачок 20 с>кимает через упор 19 пружину 18, которая, воздействуя на толкатель 14, прижимает фрикционные накладки 16 друг к другу и муфта 11 становится защемленной между крышкой вал 21 вращать кулачок 20 и через коническую передачу 24, вал 22 и зубчатые колеса

25 и 26 вращать кулачок 27, Толкатель 29 выходит иэ контакта с кулачком 27 в точке Д и падает вместе с грузами 30 и через тягу 32 вызывает ударный изгиб образца 9. После прохождения ударного изгиба срабатывает кулачок 20, пружина 18 расслабляется, а пружины 17 разъединяют фрикционные накладки 16.

При этом муфта 11 под действием грузов 30 поворачивается и толкатель 29 проходит расстояние "а" и упирается в поверхность кулачка 27. В этот момент в пружине 34 выбирается свободный ход и она остается ненагруженной. К этому моменту боек 6 приходит во взаимодействие с головкой 8 образца 9 и начинает его отклонять, при этом муфта 11 поворачивается и растягивает пружину 34. Образец 9 нагружается до тех пор, пока боек 6 контактирует с головкой

8, При выходе бойка 6 из контакта с головкой 8 образца 9 происходит импульсная разгрузка образца. Муфта 11 под действием пружины 34 возвращается в исходное со1770816 стояние и удерживается магнитом 35, При дальнейшем вращении вала 4 бойки 6 меняются местами, а кулачки 27 и 20 возвращаются в исходное поло>кение,После чего процесс нагружения образца циклическим ударным изгибом и изгибом с ипульсной разгрузкой в каждом цикле повторяется, Установка обеспечивает испытание образца 9 и только на циклический ударный изгиб, Для этого устанавливают незначительную длину контакта бойка 6 с головкой

8 образца 9, необходимуlo для создания усилия в пружине 34, способного вернуть муфту

11 в исходное положение. Напряжение в сечениях образца 9, возникающие от усилия пружины 34, незначительны и ими можно пренебречь.

Установка обеспечивает испытание образца 3 и только на циклический изгиб с импульсной разгрузкой,.Для этого отсоединяют тягу 32 ог головки 8 образца 9 и выводят из взаимодействия толкатель 29 с кулачком 27, Величина ударной нагрузки, действующей на образец 9, регулируется изменением величины грузов 30. Величина амплитуды напря>кений цикла, создаваемого изгибом с импульсной разгрузкой, регулируется изменением длины контакта бойка 6 с головкой

8 образца 9, а также заменой пружины 34 иной жесткости.

Формула изобретения

1.Установка для испытания образцов материалов на усталость, содержащая корпус, установленный в нем захват образца, механизм нагружения, включающий соединенную с захватом тягу, связанный с последней кулачок, ротор с установленным на нем бойком, предназначенным для взаимодействия с образцом, и привод, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытаний образца не только при циклическом ударном изгибе, но и при изгибе с импульсной разгрузкой в каждом цикле, 5 установка снабжена по крайней мере одним установленным на роторе дополнительным бойком, муфтой с фрикционными накладками, предназначенными для взаимодействия с корпусом, и установочной осью, одним t0 концом жестко закрепленной в продольном направлении на корпусе, вторым кулачком, и вторым толкателем. выполнен IblM в виде установленного в корпусе с возможностью продольного перемещения соосно устано15 вочной оси стакана и установленного в нем подпружиненного упора, предназначенного для взаимодействия со вторым кулачком, дно стакана предназначено для взаимодействия со вторым концом установочной оси

20 муфты, тяга выполнена гибкой, а связь тяги с первым кулачком выполнена в виде блока, закрепленного на корпусе, через который перекинута гибкая тяга, и толкателя с установленными на нем грузами, на одном кон25 це толкателя закреплена гибкая тяга, а другой конец предназначен для взаимодействия с первым кулачком.

2.Установка по п.1. отл и ч а ю ща я с я тем. что, с целью обеспечения регулирования

30 амплитуды цикла, бойки установлены на роторе с возможностью регулирования расстояния от точки их крепления до оси ротора, 3.Установка по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а35 я с я тем, что, с целью обеспечения регулирования усилия, при котором начинается изгиб с импульсной разгрузкой, она снаожена пружиной, установленной между корпусом и муфтой и предназначенной для взаимо40 действия с ними, и фиксатором, предназначенным для связи захвата с корпусом.

1770816 г.2

Составитель В.Власов

Техред M.Моргентал

Редактор Г,Бельская

Корректор С.Пекарь

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3736 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5